installer une cogénération dans votre Établissement

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ELECTRICITE C H A L E U R PERTES Installer une Cogénération dans votre Établissement Guide de Pré-faisabilité pour les acteurs du Secteur tertiaire, pme, pmi mars 2003

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Page 1: Installer une Cogénération dans votre Établissement

ELECTRICITE

CH

A L E U R

PE

RT

ES

Installer uneCogénérationdans votreÉtablissement

Guide de Pré-faisabilitépour les acteurs du Secteur

tertiaire, pme, pmi

mars 2003

cogenerationGuide 25/03/03 12:21 AM Page 1

Page 2: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmiGuide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi2

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Avant propos

La cogénération est une technologie d'avenir

■ Aujourd’hui, la Région wallonne est face à ses responsabilités. Que ce soit pour des questions de

lutte contre les changements climatiques, de dépendance énergétique ou d’impact des fluctuations

du prix des énergies sur l’économie, il est urgent d’agir.

Une réflexion en profondeur a été menée de laquelle est né "le Plan pour la Maîtrise Durable de

l’Energie à l’horizon 2010 en Wallonie" qui fixe tant les objectifs réalistes que les moyens concrets dela politique énergétique en Région wallonne.

Ce plan place la cogénération, technique de production combinée de chaleur et d'électricité, parmi sespriorités : 20 % de l’électricité produite à partir de la cogénération de qualité en 2010 en Région wal-lonne, contre 3,4 % actuellement.

■ Pour atteindre cet objectif ambitieux, la Région wallonne a mis en place un dispositif de soutien au

développement de cette technologie d’avenir :

- un régime de certificats verts dans le cadre du décret du 12 avril 2001 relatif à l’organisation dumarché de l’électricité ;

- un accès prioritaire et non discriminatoire au réseau de distribution d’électricité ; - des conditions commerciales plus favorables (éligibilité accélérée) tant pour la vente de l’électricité

produite, pour l’achat d’électricité d’appoint ou de secours que pour l’achat de gaz naturel ; - un facilitateur en cogénération pour accompagner (gratuitement) vos premiers pas ;- l’organisation de séminaires et de rencontres pour en démontrer toute l’efficacité et la pertinence ; - un régime d’aides spécifique au secteur public qui permet le financement de cette technologie ; - la mise à disposition d’informations techniques et administratives à travers un CD-Rom ; - un guide pour estimer la pré-faisabilité d’un projet de cogénération dans votre établissement.

■ Ce guide a pour objectif de vous aider à effectuer un premier dimensionnement d’une unité de cogé-

nération dans votre établissement et à vérifier la rentabilité financière probable du projet.

Il s'adresse principalement aux maîtres d'ouvrages, aux directeurs et aux gestionnaires des établisse-ments du secteur tertiaire, des PME et PMI.

Il s’agit donc d’un document “exploratoire” qui permettra d’apprécier l’opportunité d’installer uneunité de cogénération. Si c’est le cas, une étude spécifique complémentaire, appelée “étude de faisa-bilité”, sera nécessaire pour déterminer la rentabilité et la faisabilité réelle de l’opération.

La cogénération n’est donc plus un mythe. Toutes les conditions sont réunies pour que vous, directeur,chef d’entreprise, responsable technique, … franchissiez le pas et participiez à l’effort collectif tout envous assurant le recours à une technologie moderne à des coûts économiques avantageux.

Michel Grégoire

Inspecteur général a.i.Division de l'Énergie, DGTRE

Avant-Propos

Page 3: Installer une Cogénération dans votre Établissement

P4 Introduction

P5 Une économie d’énergie significative

P6 Une réduction des émissions de CO2 récompensée

P10 Les nombreux avantages de la cogénération

P12 La démarche à suivre pour un projet de cogénération

P14 1ère phase : l’étude de pré-faisabilité d’une cogénération

P14 Le choix d'une technologie de cogénération

P17 Un premier dimensionnement de l’unité de cogénération

P24 Calculer la rentabilité de votre projet de cogénération

P29 2ème phase : l'étude de faisabilité d'une cogénération

P30 3ème phase : choisir son mode de financement et d'exploitation

P32 4ème phase : l'étude technique détaillée

P33 Conclusions

P34 Annexes

P34 Fiche récapitulative

P35 Pour en savoir plus

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi3

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Sommaire

Sommaire

cogenerationGuide 25/03/03 12:21 AM Page 3

Page 4: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Introduction

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi4

Ce guide s'adresse ...

principalement aux gestionnaires

d'établissements possédant une

consommation de combustible d'au

moins 100 000 litres de mazout ou

100 000 m3 de gaz par an. En des-

sous de cette limite, la rentabilité

d'un projet de cogénération n'est

pas immédiate. Par ailleurs, ce

guide ne tient pas compte de la

situation particulière des grosses

entreprises industrielles nécessi-

tant une puissance électrique supé-

rieure à 10 MWé

La cogénération netraite pas ...

des applications thermiques à plus

haute enthalpie telles que la cuis-

son ou certaines utilisations indus-

trielles spécifiques. Par contre, on

peut prendre en compte les besoins

de chaleur pour la production de

froid par absorption ou adsorption.

Introduction

Que vous soyez responsable d'un hôpital, d'une entrepriseagro-alimentaire ou d'un hôtel, vous avez toujours besoin dechaleur et d’électricité.

La chaleur, dont nous parlons ici, est celle qui sert à chauffer des bâti-ments (eau chaude, air chaud, vapeur basse pression), à préparer l'eauchaude sanitaire ou à répondre aux besoins des applications indus-trielles à basse température.

Pour couvrir vos besoins de chaleur et d'électricité, vousutilisez généralement une chaudière à combustible fossile etvous achetez l'électricité au réseau.

Pourtant, il est possible, et souvent avantageux, de couvrir simultané-ment ses besoins de chaleur et d'électricité par une unité de cogénéra-tion. Il s'agit d'un moteur, d'une turbine à gaz ou d'une turbine à vapeur,qui génère simultanément de la chaleur et de l'électricité.

Avec ce guide, vous pourrez facilement déterminer si, dansvotre établissement, installer une unité de cogénération estune option intéressante et rentable.

L'étude de pré-faisabilité – objet de ce guide – est une première étapequi permet d’éviter le passage trop rapide à l’étude de faisabilité par unbureau d’études spécialisé.

Pour réaliser l’étude de pré-faisaibilité par vous même, la méthode esttrès simple :

- à partir de vos besoins de chaleur, vous pourrez rapidement détermi-ner aisément la puissance optimale de l’unité de cogénération à ins-taller dans votre établissement ;

- ensuite, à l’aide des abaques repris dans ce guide, vous pourrez calcu-ler la rentabilité d’un tel projet.

cogenerationGuide 25/03/03 12:21 AM Page 4

Page 5: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi5

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Une économie d’énergie significative

Une unité de cogénération neremplace jamais totalementune chaudière, elle lacomplète utilement.

Tant que la demande en chaleur

correspond à un fonctionnement

normal de l’unité de cogénération,

celle-ci assure la production de

chaleur, seule ou associée à votre

chaudière. Pendant les périodes de

faible demande de chaleur, c’est

votre chaudière qui assure seule la

production de chaleur.

Pa

r

ex

em

pl

e

1000

kWh kWh kWhkWh

Pertes = 120

Pertes = 375

636

589

550

350

Centrale TGVUnité decogénération

Chaudière Haut rend.

1225

COGÉNÉRATION (combustible Gaz naturel) PRODUCTION SÉPARÉE (combustible Gaz naturel)

350

530

Électricité

Chaleur

Une économie d’énergiesignificative

L'économie d'énergie primaire devient alors égale à :

- exprimée par rapport à la consommation totale d'énergie primaire,

la fraction économisée est de

- exprimée par rapport à la consommation d'énergie primaire nécessai-

re pour la production d'électricité par la centrale TGV,

la fraction économisée est de

Cette dernière formulation est similaire au taux d'économie de CO2

expliqué plus loin.

––––––––––– = 18 %225

1 225

––––––––––– = 35 %225

636

Le principe de la cogénération est de produire simultanément de la

chaleur et de l'électricité. Grâce à cette production combinée, lespertes d’énergie se réduisent de manière significative. Ainsi, la cogéné-ration permet d'économiser entre 15 et 20 % d’énergie primaire par rap-port à la production séparée de ces mêmes quantités de chaleur etd'électricité.

Pour produire 350 kWhé d'électricité et 530 kWhq de chaleur ...

- Une unité de cogénération au gaz, avec un rendement électrique de

35 % et un rendement thermique de 53 %, va consommer 1000 kWhp

d'énergie primaire ;

- La meilleure centrale électrique (Turbine Gaz Vapeur), avec un rende-

ment de 55 %, va consommer 636 kWhp d'énergie primaire. La meilleu-

re chaudière, avec un rendement annuel de 90 %, va consommer

589 kWhp d'énergie primaire. Le total pour les filières séparées s'éleve

à 1 225 kWhp d'énergie primaire.

1 225 - 1 000 = 225 kWhp

cogenerationGuide 25/03/03 12:21 AM Page 5

Page 6: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Une réduction des émissions de CO2 récompensée

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi6

L’électricité verte

est l’électricité produite à partir de

sources d’énergie renouvelable ou

de cogénération de qualité dont la

filière de production génère un taux

minimum de 10 % d’économie de

CO2 par rapport aux émissions de

CO2 d’une production classique

dans des installations modernes de

référence. L’électricité produite à

partir d’installations hydroélec-

triques ou de cogénération de qua-

lité est limitée à une puissance

inférieure à 20 MWé (D. Art. 2, 5°).

Une cogénération de qualité

est une unité de production combi-

née de chaleur et d’électricité,

conçue en fonction des besoins de

chaleur du client, qui réalise une

économie d’énergie par rapport à la

production séparée des mêmes

quantités de chaleur et d’électricité

dans des installations modernes de

référence dont les rendements

annuels d’exploitation sont définis

et publiés annuellement

(D. Art. 2, 3°).

La CWaPE

ou Commission wallonne pour

l'Energie est créée par le Décret du

12 avril 2001. Elle a pour missions

essentielles :

- Le conseil auprès des autorités

publiques en ce qui concerne l'or-

ganisation et le fonctionnement du

marché régional de l'électricité.

- La surveillance et le contrôle de

l'application de la réglementation

relative au marché régional de

l'électricité, dont le régime des cer-

tificats verts.

Non seulement, la technologie de la cogénération permet de réaliser desgains d’énergie primaire appréciables mais elle contribue également àréduire les émissions de CO2 rejetées dans l’atmosphère.

C’est la raison pour laquelle la Région wallonne, pour rencontrer sesobjectifs de réduction de gaz à effet de serre fixés par le Protocole deKyoto, a décidé de promouvoir cette technologie.

Le décret du 12 avril 2001 relatif à l’organisation du marché régional de

l’électricité a instauré un régime de certificats verts destiné à promou-

voir l’électricité verte.

Les principes du régime des certificats verts appliqués àla cogénération

Toute unité de cogénération de qualité qui produit de l’électricité verterecevra un nombre de certificats verts (C.V.) proportionnel à sa produc-tion d’électricité et au taux d’économie de CO2 réalisée par rapport àune production d’électricité et de chaleur équivalente dans des installa-tions modernes de référence.

Chaque trimestre, les certificats verts obtenus pourront se vendre aufournisseur d’électricité le plus offrant. Ce dernier a l’obligation de four-nir à la CWaPE un nombre de certificats verts proportionnel à son proprevolume de vente d’électricité. Ce quota a été initialement fixé à 3 % etaugmentera progressivement, au 1er octobre, de 1 % par an pouratteindre 7 % en 2007.

Si le quota imposé n’est pas atteint, le fournisseur devra payer unepénalité de 75 € par certificat vert manquant. Cette pénalité passera à100 € après le 1er juillet 2003.

Le propriétaire d’une cogénération de qualité pourra ainsi, non seule-ment, soit consommer lui-même, soit vendre son électricité produite auprix du marché "physique", mais également vendre les certificats vertsqu’il aura reçus au prix du marché "virtuel". Le prix du certificat verttiendra compte de la valeur de la pénalité, ainsi que de l'aide à la pro-duction.

Marché physique kWh (via réseau)

CWAPE

Fournisseurs(prix du marché)

Clients

Marché virtuel Certificats verts

Certificats verts ou Aide à la production

Fournisseurs(prix du marché)

Clients

Une réduction des émissions de CO2 récompensée

cogenerationGuide 25/03/03 12:21 AM Page 6

Page 7: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi7

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Une réduction des émissions de CO2 récompensée

Le calcul du nombre de certificats verts

Pour l’électricité verte produite à partir d’une unité de cogénération de qua-lité, le gain en CO2 (G) est égal aux émissions d’une centrale électrique deréférence (Eref) augmentées des émissions d’une chaudière de référence (Q)desquelles les émissions de l'unité de cogénération (F) sont soustraites :

Le taux d’économie de CO2 (t) est obtenu en divisant le gain (G) en CO2 de lacogénération par le CO2 émis par la centrale électrique de référence (Eref).

Le taux est limité à 2. Pour les puissances supérieures à 5 MWé, le taux estlimité à 1.

Le nombre de certificats verts obtenus se calcule en multipliant le nombre deMWhé produit par le taux d’économie de CO2. Ce qui signifie qu’une cogéné-ration de qualité reçoit un certificat vert dès qu’elle a permis d’économiserune quantité de CO2 équivalente à Eref, soit, dans les conditions actuelles,une quantité de 456 kg de CO2.

émissions de CO2 des installations modernes de référence

Les installations de référence sont annuellement définies par la CWaPE, surbase des meilleurs rendements connus. Cependant, une fois qu’elles ont étéfixées dans le cas de votre unité de cogénération, elles ne seront pas modi-fiées pendant une période de 10 ans.

Actuellement, les installations modernes de référence prises en considéra-tion par la CWaPE sont les suivantes :

■ Production d’électricité :

Une turbine gaz vapeur (TGV) fonctionnant au gaz naturel avec un rendementde production de 55 % ;

■ Production de chaleur :

Si vous avez accès au réseau de gaz naturel, l’installation de référence estune chaudière au gaz avec un rendement de 90 % ;

Si vous n’avez pas accès au réseau de gaz naturel, l’installation de référenceest une chaudière au mazout avec un rendement de 90 %.

Pour exprimer la quantité de CO2 émise par une chaudière de référence parMWhé produit par cogénération, il suffit d'utiliser la formule ci-dessous :

où PQ cogen = puissance thermique de l'unité de cogénération [kWq]

PE cogen = puissance électrique de l'unité de cogénération [kWé]

G = Eref + Q - F [kg CO2 / MWhé]

t = ––––– [%] (Formule A)G

Eref

Eref = ––––– = 456 [kg CO2 / MWhé]251

55 %

Qref = ––––– = 279 [kg CO2 / MWhq]251

90 %

Qref = ––––– = 340 [kg CO2 / MWhq]306

90 %

Q = Qref ––––– [kg CO2 / MWhé]PQ cogen

PE cogen

Le choix du combustible

Il est important de noter que ce

n’est pas le choix du combustible

que vous ferez qui dictera le choix

de l’installation de référence qui

vous sera appliquée pour la produc-

tion de chaleur, mais le fait que

vous ayez ou non accès au réseau

de distribution de gaz naturel. Si

vous faites le choix d’une cogéné-

ration avec un moteur diesel alors

que votre site se trouve dans une

zone desservie par le réseau de

distribution de gaz naturel, c’est

une chaudière au gaz naturel qui

servira de référence.

Unités

1 Mega = 1 000 kilo

1 MW = 1 000 kW

1 MWh = 1 000 kWh

cogenerationGuide 25/03/03 12:21 AM Page 7

Page 8: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi8

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Une réduction des émissions de CO2 récompensée

Prenons la même unité de cogénération produisant cette fois 1 000 kWhé, soit 1 MWhé d'électricité.

Le propriétaire de cette unité de cogénération au gaz naturel recevra 0,35 certificat vert par MWhé

produit ou il recevra 1 certificat vert chaque fois que l’unité de cogénération produira 2,8 MWhé.

t = ––––– = 35 %161

456

Pa

r

ex

em

pl

e

717

F

Eref

Q

456

422

1514

1000

878

1000

1514

Centrale TGVUnité decogénération

Chaudière Haut rend.

kg CO2 kWh kg CO2kWh

Pertes = 343

Pertes = 1154

Électricité

Chaleur

COGÉNÉRATION (combustible Gaz naturel) PRODUCTION SÉPARÉE (combustible Gaz naturel)

■ Pour la cogénération : la quantité de CO2 émise par l'unité de cogénération par MWhé d'électricitéproduite dépend du combustible économisé :

où Cx = coefficient d'émission de CO2 de la source d'énergie primaire X utilisée par l'unité de cogéné-ration [kg CO2 / MWhp]

αE = rendement électrique de l'unité de cogénération [-]

F = ––––– [kg CO2 / MWhé]Cx

αE

Coefficients d'émission de CO2 par combustible

Mazout CMazout = 306 [kg CO2 / MWhp]

Gaz naturel CGN = 251 [kg CO2 / MWhp]

Bois cultivé CBois cultivé = 45 [kg CO2 / MWhp]

Déchets de bois CBois déchets = 23 [kg CO2 / MWhp]

Matières organiques biodégradables CMat. orga. = 0 [kg CO2 / MWhp]

Gain = 456 + 422 - 717 = 161 [kg CO2 / MWhé]

cogenerationGuide 25/03/03 12:21 AM Page 8

Page 9: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi9

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Une réduction des émissions de CO2 récompensée

La garantie d'origine de l'électricité verte

Toute unité de cogénération située en Wallonie doit être certifiée pour pouvoir recevoir des certi-

ficats verts. Dans ce cas, elle doit répondre aux conditions d'octroi des certificats verts et disposerdes compteurs d'électricité et de chaleur nécessaires à une comptabilisation précise du fonction-nement de l'unité de cogénération.

Cette certification est réalisée par des organismes de contrôles agréés par le Ministre ayant l'éner-gie dans ses attributions. L'organisme de contrôle délivre un certificat de garantie d'origine qui pré-cise les sources d'énergie utilisées, la technologie de production , la puissance nette développablede l'unité de cogénération, la technologie de comptage de l'électricité et de la chaleur, les émis-sions de CO2 en régime normal de fonctionnement, …

Pour connaître la liste à jour des organismes agréés pour la certification des installations de pro-duction d’électricité verte, consultez le site de la CWaPE : http://www.cwape.be

cogenerationGuide 25/03/03 12:22 AM Page 9

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi10

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Les nombreux avantages de la cogénération

Avantages économiques

- Une réduction significative de votre facture d’achat d’électricité

En tant que propriétaire d'une unité de cogénération, votre facture d’achat d’électricitédiminuera de manière significative suite à :

- une diminution de la pointe quart-horaire ;

- une baisse de la quantité d’électricité achetée au réseau ;

- un régime tarifaire parfois plus intéressant.

- La revente des certificats verts, un sacré coup de pouce

Si votre cogénération est de qualité, vous obtiendrez des certificats verts que vous pourrezrevendre à un fournisseur d'électricité au prix du marché "virtuel". Ce gain financiersupplémentaire sera d'autant plus confortable que votre cogénération permet une réductionimportante des émissions de CO2.

- Un pouvoir de négociation accru

Le décret wallon du 12 avril 2001 relatif à l’organisation du marché de l’électricité prévoit uneéligibilité immédiate pour tout propriétaire d’une cogénération de qualité produisant plus de lamoitié de ses besoins électriques. De même, le décret wallon du 19 décembre 2002 relatif àl’organisation du marché du gaz prévoit une éligibilité immédiate pour tout producteurd’électricité à partir de gaz naturel, même s'il est autoproducteur. Cette éligibilité vous permettradonc de choisir librement votre fournisseur, tant pour l’achat que pour la vente de l’électricitéproduite, ainsi que pour l’achat de gaz si votre installation est alimentée au gaz.

Les nombreux avantages de la cogénération

cogenerationGuide 25/03/03 12:22 AM Page 10

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi11

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Les nombreux avantages de la cogénération

Avantages sociaux

- Création de nouveaux emplois au niveau régional

Une cogénération ne remplace pas totalement une chaudière, mais elle la complète utilement. Cetinvestissement supplémentaire est donc synonyme de la création de nouveaux emplois, tant pourl’étude technique détaillée, de préférence précédée d’une étude de faisabilité, que pourl’installation et l’entretien de cette cogénération dans votre établissement.

- Un savoir-faire wallon à valoriser chez nos voisins

La cogénération étant une technologie de pointe, il est nécessaire qu’elle soit correctementdimensionnée et judicieusement intégrée dans l’installation existante. Par ailleurs, elle exige unsuivi automatisé de haut niveau. Autant de compétences wallonnes qui peuvent s’exporter àl’étranger.

Avantages environnementaux

- Une participation active aux engagements de Kyoto

Les émissions de CO2, de par leur problématique mondiale, exercent un impact néfaste quant àl'équilibre climatique de la Belgique et du reste du monde. Connaissant les répercussions d'un telbouleversement, comme inondations, sécheresses, tornades, élévation du niveau de la mer,extension des maladies infectieuses, pollution des réserves d'eau potable, etc, il est doncprimordial de tout mettre en œuvre pour réduire au plus vite les émissions de CO2.

En tant que détenteur d'une unité de cogénération vous participez activement au respect desengagements de la Belgique au Protocole de Kyoto, dans la mesure où cette technologie permetune réduction substantielle des émissions de CO2.

- De l’énergie pour nos enfants

Contrairement à ce que pourrait laisser croire la mondialisation des échanges, l'abondance desressources énergétiques n'est qu'apparente et l'approvisionnement n'est pas acquis. En effet, lesressources fossiles sont épuisables. Au rythme de consommation actuelle, les réserves prouvéesde gaz seront complètement épuisées d'ici environ 60 ans, celles de pétrole d'ici à peine 40 ans.

En tant que détenteur d'une unité de cogénération vous contribuez fortement à prolonger lesdernières réserves d'énergie fossile, dans la mesure où cette technologie permet une économied'énergie primaire significative.

Kyoto en chiffres ...

En décembre 1997, à Kyoto, la

Belgique s'est engagée à réduire

ses émissions de CO2 de 7,5 % d'ici

2010 par rapport au niveau de

1990. Pour la Wallonie qui a émis

près de 46 millions de tonnes de

CO2 en 1990, atteindre cet objectif

signifie que chaque Wallon doit

avoir réduit ses émissions de CO2

de 1 080 kg en 2010, ce qui corres-

pond à 5 400 kilomètres effectués

seul en voiture.

cogenerationGuide 25/03/03 12:24 AM Page 11

Page 12: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi12

Installer une Cogénération dans votre Établissement

La démarche à suivre pour un projet de cogénération

Au stade initial d'un projet, les questions qui viennent généralement à l'esprit sont les suivantes :

- Est-il possible d'installer une unité de cogénération dans mon établissement ?

- Combien cela va–t–il coûter ? Est–ce rentable ?

- Quelle est la part de ma consommation de chaleur qui peut être produite par la cogénération ?

- Quelle puissance faut–il installer ?

- Dois–je consommer ou vendre l'électricité produite ?

- Quelle sera la réduction des émissions de CO2 ?

- Est–ce que je vais recevoir des certificats verts ? Et combien ?

Les réponses à ces questions ne sont pas immédiates mais se fondent sur l'évaluation d'une sériede critères techniques, économiques et environnementaux qui s'inscrivent dans une “démarche

projet”.

Une étude technique détaillée, qui se clôture généralement par la rédaction du cahier des charges,répond bien entendu à toutes ces questions. Cependant, une telle étude n’est pas gratuite et néces-site beaucoup de temps, alors que la réponse finale peut, dans certain cas, être "non, ce n'est pasrentable" ! C'est donc pour éviter ce genre de mauvaise surprise, que nous vous conseillons decommencer, avec ce guide, par l'étude de pré-faisabilité.

La démarche à suivre pour unprojet de cogénération

cogenerationGuide 25/03/03 12:24 AM Page 12

Page 13: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi13

Installer une Cogénération dans votre Établissement

La démarche à suivre pour un projet de cogénération

Nous allons à présent passer en revue les différentes phases, tout en mettant l'accent sur la pre-mière afin de vous guider pour la réalisation d'une étude de pré-faisabilité.

■ Première phase : l'étude de pré-faisabilité

Cette étude est simple et rapide. Elle peutêtre effectuée par vous-même sur base de laméthodologie présentée dans ce guide. Ence sens, elle n'exige pas le recours à unexpert payant. Elle vous donnera des élé-ments de réponses, avec une fiabilité satis-faisante.

■ Deuxième phase : l'étude defaisabilité d'une unité decogénération

L'étude de faisabilité vous répondra demanière plus précise, car elle se base sur lesspécificités propres à votre établissement(consommation, intégration, type de finan-cement, …). Cette étude doit être réalisée parun expert qui se déplace chez vous. Elle estla plupart du temps subsidiée par la Régionwallonne. Le délai de réalisation est del'ordre d'un à trois mois.

■ Troisième phase - le choix d'unmode de financement de votreprojet

Ce choix dépend des risques financiers quevous êtes prêts à prendre et aura une réper-cussion sur la manière d'exploiter la cogéné-ration. Le risque minimal consiste à choisirun partenariat avec un distributeur d'électri-cité qui financera et gèrera la cogénérationpour vous, tout en partageant les gainsengendrés. L'étude de faisabilité constituealors une bonne base pour les négociations.

■ Quatrième et dernière phase -l'étude technique détailléeconduisant au cahier des charges

Si vous décidez d'investir sur fonds propres,pour avoir la totale maîtrise de l'unité decogénération et bénéficier ainsi de gainsplus importants, il vous faudra faire appel àun bureau d'études spécialisé. Armé d'uneétude de faisabilité favorable à l'installationd'une unité de cogénération, vous serezdonc plus apte à discuter des options àprendre dans l'étude technique détaillée(plans et cahier des charges) avec votrebureau d'études.

Les 4 phases de la démarche projet de cogénération

Page 14: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi14

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase : L’étude de pré-faisabilité d’une cogénération

L'étude de pré-faisabilité vous donnera, par

une méthode simplifiée, un ordre de gran-

deur de la taille de l'unité de cogénération

à installer dans votre établissement. À par-tir de ce pré-dimensionnement, vous obtien-drez quelques éléments vous permettant deprendre une décision en connaissance decause, à savoir :

- Le type de technologie à utiliser ;

- Le montant estimé de l'investissement ;

- Les frais d'exploitation ;

- Le gain en CO2 et le nombre de certificatsverts associés ;

- L'économie d'énergie primaire engendrée ;

- La réduction attendue de la facture d'achatd'électricité ;

- Une estimation de la rentabilité financièredu projet.

Avant d'effectuer un premier dimensionne-

ment de l'unité de cogénération, il est utile

de choisir le type de technologie qui

convient le mieux à votre établissement.

La cogénération de chaleur et d'électricitépeut être obtenue au moyen de plusieurstechnologies :

- un moteur à gaz ou diesel ;

- une turbine à gaz ;

- une turbine à vapeur.

Nous allons à présent détailler ces diffé-rentes technologies, avec leurs avantages etleurs inconvénients, afin de vous aiguillerdans votre choix.

combustible

chaudière de récupération de chaleur

gaz d'échappement

échangeur de chaleur

eau de refroidissement

évacuation de gaz

eau

moteur gaz ou diesel

consommationde vapeur et/ou d'eau chaude

alternateur

turbine à gaz

gaz naturel

air

alternateur

filtre

gaz naturel

vapeur

alimentation eau

consommation de vapeur

post-combustion(éventuelle)

gaz d'échappement

chaudière de récupérationde chaleur

chambre de combustion

combustible

chaudière haute pression

alimentation d'eau

gaz d'échappement

consommationde vapeur

vapeur haute pression

vapeur basse pression

turbine vapeur

alternateur

Moteur à gaz ou diesel

Turbine à gaz

Turbine à vapeur

C h o i x d ’ u n e T e c h n o l o

1ère Phase : L’étude de pré-faisabilitéd’une cogénération

Choix d'une technologie de cogénération

cogenerationGuide 25/03/03 12:24 AM Page 14

Page 15: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi15

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : Choix d'une technologie de cogénération

■ Le moteur à gaz ou diesel

Il s'agit d'un moteur à explosion couplé à un alternateur produisant l'électricité. La chaleur est quant àelle récupérée à plusieurs niveaux :

- La chaleur des gaz d'échappement à 500 °C peut être récupérée à plus de 70 % par refroidissement à120 °C (moteur à gaz) ou 200 °C (moteur diesel) ;

- La chaleur de l'eau de refroidissement à environ 100 °C représente généralement la plus grandepartie de chaleur qui peut être récupérée sur un moteur ;

- La chaleur de l'huile du moteur à ± 100 °C peut également être entièrement récupérée ;

- La chaleur de refroidissement du turbo à 55 °C (moteur diesel) se récupère plus difficilement.

La récupération de chaleur sur ce type de moteur se prête bien à des utilisations à des températuresinférieures à 100 °C, bien qu'une petite quantité de vapeur basse pression puisse néanmoins être géné-rée grâce aux gaz d'échappement.

Ces moteurs sont le plus souvent utilisés pour des petites gammes de puissance, de 30 kWé jusqu'à 1 à2 MWé. En dessous de 500 kWé, ils sont dérivés de moteurs de véhicules routiers. Au delà il s'agit demoteurs de bateaux adaptés.

■ Les turbines à gaz

Il s'agit d'une technologie dérivée des réacteurs d'avion. Le combustible (généralement du gaz naturel)est brûlé dans une chambre de combustion alimentée en air sous pression en provenance d’un com-presseur. Les gaz produits sont introduits dans une turbine où leur énergie est transformée en énergiemécanique pour l’entraînement du compresseur d’air et d’un générateur d’électricité.

L'énergie résiduelle, sous forme de gaz chauds (environ 500 °C), peut être utilisée pour rencontrer lesbesoins de chaleur (vapeur et/ou eau chaude). Une post-combustion éventuelle de ces gaz, fortementchargés en oxygène, permet d'obtenir plus de chaleur et d'augmenter le rendement global.Contrairement aux moteurs, la turbine à gaz se prête très bien à la production de vapeur et ce, si néces-saire, jusqu’à des conditions de vapeur vive telles que 110 bar / 525 °C par exemple.

Les turbines à gaz sont utilisées pour des gammes de puissance plus importantes, de 1 à 100 MWé.Cependant, on peut trouver des applications pour des puissances de 500 kWé à 1 MWé.

■ Les turbines à vapeur

Dans le cas des turbines à vapeur, l'énergie mécanique (puis électrique) est produite par la détente devapeur haute pression générée dans une chaudière conventionnelle, utilisant n'importe quel combus-tible. La chaleur est quant à elle récupérée à la sortie de la turbine, soit sous forme d'eau chaude, soitsous forme vapeur.

Les turbines à vapeur, qui produisent beaucoup de chaleur et peu d'électricité, sont généralement réser-vées à des applications spécifiques permettant de valoriser des combustibles "résiduels” ou des appli-cations industrielles d’une puissance suffisante qui nécessitent nettement plus de chaleur que d'élec-tricité. Vu que les turbines à vapeur ne sont généralement intéressantes que pour de grosses puis-sances, nous ne les développerons pas ici.

n e T e c h n o l o g i e

cogenerationGuide 25/03/03 12:24 AM Page 15

Page 16: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : Choix d'une technologie de cogénération

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi16

Inconvénients

• Coût de maintenance élevé

• Peu propice à la production de vapeur

• Durée de vie limitée

• Entretiens programmés indispensables en

vue d’atteindre une durée de

fonctionnement de 100 000 heures avant

le remplacement complet du moteur

Caractéristiques d’un moteur à gaz ou diesel

Avantages

• À partir de 30 kWé

• Bien adapté à la préparation d'eau

chaude

• Bien adapté pour des besoins électriques

du même ordre de grandeur que

les besoins de chaleur

• Coût d'achat abordable

• Bien adapté pour suivre une demande

variable

• Peut jouer le rôle de groupe de secours en

cas de panne

Inconvénients

• Faible rendement électrique pour les

petites puissances

• Nécessite en général du gaz naturel

Avantages

• À partir de 500 kWé

• Production aisée de vapeur

• Bon rendement global

Inconvénients

• Peu intéressant pour les faibles besoins

de chaleur

• Investissement élevé

• Fonctionnement quasi-continu

Avantages

• Convient à tous types de combustibles

• Très bon rendement global

• Coût d'entretien modique

• Durée de vie élevée

• Convient bien lorsque les besoins de

vapeur sont nettement plus importants que

les besoins électriques

Avantages et inconvénients de chaque technologie de cogénération

Le choix d'une technologiedépend des besoins dechaleur de votreétablissement

Optez plutôt pour un moteur à gaz

lorsque votre demande de chaleur

est surtout constituée d'eau chaude

(prendre le moteur diesel unique-

ment si le gaz naturel n'est pas dis-

ponible).

Optez plutôt pour une turbine à

gaz, voire pour une turbine à

vapeur, si votre demande de cha-

leur est surtout constituée de

vapeur.

Caractéristiques d’une turbine à gaz

Caractéristiques d’une turbine à vapeur

cogenerationGuide 25/03/03 12:24 AM Page 16

Page 17: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi17

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Avant propos

Le pré-dimensionnement de l'unité de cogénération consiste à déter-

miner les puissances thermique et électrique, ainsi que ses heures defonctionnement qui permettent de valoriser toute la chaleur et l'électri-cité produites.

La méthodologie proposée se base sur les besoins en chaleur de votreétablissement et décrit pas à pas les 4 étapes à suivre :

- déterminer votre besoin net de chaleur ;

- sélectionner un "profil type" de consommation de chaleur ;

- déterminer la puissance thermique de l'unité de cogénération ;

- choisir une unité de cogénération.

Etape 1 : déterminer votre besoin net de chaleur (BNeC).

Pour obtenir une cogénération dite de qualité, qui permet donc de ren-tabiliser au maximum l’énergie produite, on dimensionne généralementl’unité sur les besoins de chaleur. L’électricité produite pourra toujoursêtre soit consommée en interne, soit revendue au réseau. Dans le cadrede l'étude de pré-faisabilité, on considère que toute l'électricité produi-te est entièrement consommée en interne.

Il faut d'abord déduire de votre consommation annuelle en combustible(Q) tout ce qui ne sert pas à produire de l'eau chaude ou de la vapeur,c'est-à-dire :

- l’énergie utilisée pour la cuisson et les autres applications spécifiquesqui ne peuvent pas être rencontrées par la chaleur cogénérée (Q non

cogen) ;

- les pertes au niveau de la chaufferie (pertes de combustion et pertes àl'arrêt). Généralement, pour un chaudière récente, le rendement saison-nier est de l'ordre de 90 %. Pour une chaudière au gaz à condensation,ce rendement peut atteindre 101 %. Par contre, pour une ancienne chau-dière, ce rendement se situe entre 75 et 85 % (ηchaufferie).

- les gaspillages facilement évitables par des mesures d'économied'énergie (bonne isolation, meilleure régulation, …). Autant faire ceséconomies avant d'installer l'unité de cogénération afin d'éviter un sur-dimensionnement coûteux (URE).

Pouvoir calorifique inférieur (PCI) de quelques combustibles fossiles généralement utilisés

Mazout : 9,9 [kWhp/litre]

Gaz naturel : 10,8 [kWhp/Nm3]

Anthracite : 8,7 [kWhp/kg]

Propane : 6,4 [kWhp/litre]

Un premier dimensionnement de l'unité de cogénération

Le résultat de cette soustraction aboutit au besoin net de chaleur (BNeC), à exprimer en kWh/an

BNeC = ηchaufferie * (Q – Q non cogen – URE) [kWhq/an] (formule B)

Particularité de la facturegaz

Les kWh mentionnés dans la factu-

re de gaz naturel sont exprimés sur

base du Pouvoir Calorifique

Supérieur (PCS), il faut donc

convertir ces kWh en fonction du

Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI).

Pratiquement, il suffit de diviser les

kWh mentionnés sur la facture par

1,1085.

cogenerationGuide 25/03/03 12:24 AM Page 17

Page 18: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi18

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : un premier dimensionnement

Etape 2 : sélectionner un ”profiltype” de consommation de chaleur

L’évolution de la consommation de chaleurde votre établissement est importante pourle pré-dimensionnement d'un unité de cogé-nération. On peut considérer que votreconsommation de chaleur suit un profil typecaractéristique d’un rythme d’activité.Choisissez parmi les 6 profils types ci-des-sous celui qui correspond le mieux à votrecas.

Les 6 profils type de consommation de chaleur

A : Activité (bâtiment) diurne 5 jours sur 7

B : Activité diurne 6 jours sur 7

C : Activité diurne 7 jours sur 7

D : Activité continue 7 jours sur 7

E : Activité (entreprise) diurne 5 jours sur 7

F : Activité (logement collectif ) 7 jours sur 7

* Consommation : consommation d’une heure dans un jour type (en %), consommation d’un jour dans une semaine type (en %), consommation d’un mois dans une année type (en %)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 10

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23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 10

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23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1

0

5

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0

5

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76543210

5

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15

20

76543210

5

10

15

20

7654321

* Co

nsom

mat

ion

en %

Heure

* Co

nsom

mat

ion

en %

Jour

* Co

nsom

mat

ion

en %

Mois

PROFIL AActivité diurne 5 jours sur 7

Exemples : immeubles de bureaux, écoles services aux personnes, ...

PROFIL BActivité diurne 6 jours sur 7

Exemples : commercres, culture, ...

PROFIL CActivité diurne 7 jours sur 7

Exemples : centres sportifs, ...

BNeC d'une journée type (%) - Profil de prélèvement horaire

BNeC d'une semaine type (%) - Profil de prélèvement par jour

BNeC d'une année type (%) - Profil de prélèvement par mois

C h o i x d ’ u n " p r o f i l

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 18

Page 19: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi19

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : un premier dimensionnement

23 10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

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23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 10

1

2

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23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 10

1

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23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 10

1

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23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1

12110

5

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1211109876543210

5

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1211109876543210

5

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121110987654321

70

5

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76543210

5

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5

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76543210

5

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15

20

7654321

PROFIL CActivité diurne 7 jours sur 7

Exemples : centres sportifs, ...

PROFIL DActivité continue 7 jours sur 7

Exemples : soins aux personnes, HORECA, ...

PROFIL EActivité diurne 5 jours sur 7

Exemples : PME à consommations très régulières, blanchisseries, teintureries,

PROFIL FActivité diurne 7 jours sur 7

Exemples : logement collectif, ...

n " p r o f i l t y p e "

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 19

Page 20: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Profil type UQ [h] Ucogen [h] Partcogen [-]

A 1 985 2 541 0,285

B 2 172 2 584 0,285

C 4 377 2 855 0,510

D 3 368 2 918 0,401

E 2 664 2 744 0,643

F 3 414 2 496 0,366

où UQ = le nombre d'heures durant lesquelles une installation de chauffage classique bien dimen-sionnée devrait fonctionner à régime nominal pour produire les besoins nets de chaleur (BNeC);

Par ailleurs, la quantité de chaleur fournie par l'unité de cogénération est :

où Ucogen = le nombre d'heures durant lesquelles l'unité de cogénération devrait fonctionner à régi-me nominal pour produire la chaleur cogénérée (surface en grisée).

Les valeurs de ces différents paramètres pour chaque "profil type" de consommation de chaleursont reprises dans le tableau ci-dessous.

Qcogen = PQcogen x Ucogen [kWhq]

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi20

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : un premier dimensionnement

Etape 3 : déterminer la puissance thermique de l'unité de cogénération

L'objectif du pré-dimensionnement est d'installer la plus grosse unité de cogénération possible,tout en respectant la contrainte essentielle : valoriser toute la chaleur et l'électricité produites.

À chaque "profil type" de consommation de chaleur correspond une taille optimale permettant derespecter cette contrainte essentielle. Cette taille optimale s'exprime par le facteur Partcogen quireprésente la part de la consommation maximale de chaleur qui pourra être assurée par l'unité decogénération.

Ainsi, la puissance thermique de l'unité de cogénération est :

PQcogen = –––––––––––––––––– [kWq]

BNeC x Partcogen

UQ

Le raisonnement qui a permis d'aboutir à ces valeurs est expliqué en détail à la page suivante.

(formule C)

(formule D)

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 20

Page 21: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi21

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Avant propos

Pour en savoir plus

Pour obtenir les valeurs des différents para-

mètres nécessaires pour le pré-dimensionne-

ment de l'unité de cogénération, il nous faut

établir la courbe monotone de consommation

de chaleur. Cette courbe représente la consom-

mation de chaleur horaire classée par ordre

décroissant sur une année, exprimée en pour-

cents de la consommation maximale. Une cour-

be "monotone de chaleur" peut donc être déter-

minée pour chaque "profil type".

Etant donné qu'une unité de cogénération se

rentabilise par la réduction de la facture d'achat

d'électricité, il est indispensable de la faire

fonctionner durant les "heures pleines" du tarif

électrique actuellement en vigueur. En effet,

l'électricité consommée la nuit est nettement

moins chère que celle consommée en journée. Il

est donc économiquement plus intéressant de

produire son électricité durant les "heures

pleines", soit un maximum de 3 750 heures/an.

Le pré-dimensionnement se basera donc sur

une deuxième monotone de chaleur relative aux

"heures pleines". À partir de cette deuxième

courbe, nous fixons la part de la consommation

de chaleur qui pourra être cogénérée pendant 2

000 h de fonctionnement à plein régime. Au

delà de 2 000 h, l'unité de cogénération conti-

nue à fonctionner en régime partiel jusqu'à un

régime de fonctionnement de 50 %. En dessous

de 50 %, l'unité s'arrête. Ce choix de 2 000 h

maximise la quantité de chaleur et d'électricité

produite par cogénération, tout en faisant fonc-

tionner l'unité dans de bonnes conditions d'effi-

cacité technique.

Ainsi, le facteur Partcogen correspond à l'ordon-

née du point d'intersection entre la monotone

de chaleur en heures pleines et la verticale pas-

sant par 2 000 heures. La surface grisée repré-

sente la quantité de chaleur fournie par l'unité

de cogénération (Qcogen). Elle est égale à la sur-

face comprise entre les traits en pointillés qui

correspond au fonctionnement de l'unité de

cogénération à régime nominal (PQ cogen) pen-

dant 2 451 heures (U cogen).

0 1 2 3 4 5 6 7 8 90

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Q (%) Consommation chronologique de chaleur horaire de l'utilisateur

milliers d'heures

Janvier Décembre

0 1 2 3 4 5 6 7 8 90

10

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50

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90

100

Q (%) Monotone de consommation de chaleur

milliers d'heures

0 1 2 3 4 5 6 7 8 90

10

20

30

40

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80

90

100

Q (%) Monotone de consommation de chaleur (profil A)

milliers d'heures

PROFIL A UQ = 1 985 h

Consommation de chaleur(heures pleines)

Consommation de chaleur

Ucogen = 2.541 h

Partcogen = 28,5 %

Page 22: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : un premier dimensionnement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi22

Définitions :PQ cogen [kWq] : La puissan-

ce thermique de cogénéra-

tion

PE cogen [kWé] : La puissance

électrique de cogénération

correspondant à PQ cogen

Investissement [€/kWé] :

montant global d'une unité

de cogénération compre-

nant :

1. le prix de base ;

2. un supplément pour

marche en parallèle avec le

réseau électrique, y com-

pris les protections néces-

saires ;

3. un conteneur avec capo-

tage acoustique ;

4. la récupération de cha-

leur sur cogénération ;

5. une installation de stoc-

kage du fuel léger corres-

pondant à 10 jours de

consommation par moteur

diesel et turbine à gaz

(secours dans ce cas);

6. les équipements élec-

triques externes pour le

raccordement des alterna-

teurs à la sous-station de

l’usine (câblages, disjonc-

teurs, ...) ;

7. le génie civil.

Pour les turbines à gaz, ce

n’est pas l’investissement

total de la récupération de

chaleur qui est pris en

compte, mais bien l’écart

entre le coût de la chaudiè-

re de récupération et le

coût de la chaudière à

vapeur que la cogénération

permet d'éviter.

Entretien [c€/kWhé] : coût

de l'entretien par kWhé ,

comprenant le contrat "tout

compris" (huile, assurance

"bris de machine" et

dépannages) ;

αE [-] : part de l’énergie

valorisée en électricité

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

300

450

600

750

900

1050

1200

1350

1500

1650

1800

300

450

600

750

900

1050

1200

1350

1500

1650

1800

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

0,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7

1,9

2,1

2,3

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 15000,360

0,365

0,370

0,375

0,380

0,385

0,390

0,395

0,400

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 15000,30

0,31

0,32

0,33

0,34

0,35

0,36

0,37

0,38

0,39

0,40

500

Correspond à l'exemple de la page 28

PQ cogen[kWq]

Investissement[€/kWé]

Entretien[c€/kWhé]

αE[-]

PE cogenkWé

PE cogenkWé

Moteur DieselDurée de vie : 100 000 hCombustible : gasoilChaleur récupérée : maximum 100 °C

Moteur à GazDurée de vie : 100 000 hCombustible : gaz naturelChaleur récupérée : maximum 100 °C

Etape 4 : choisir uneunité de cogénérationMaintenant que nous connais-sons la puissance thermiquede l'unité de cogénération àinstaller, il nous faut détermi-ner la puissance électriquecorrespondante, la quantitéd'électricité produite, le mon-tant de l'investissement, lesfrais d'exploitation, … pourestimer la rentabilité du projet.

Ces paramètres technico-éco-nomiques sont conditionnéspar le choix de l'unité de cogé-nération. Ils sont repris dansles abaques qui suivent. Cescourbes représentent lesvaleurs moyennes des offresremises en 2002 par différentsfournisseurs d'unités de cogé-nération en Wallonie. Chaque cas est cependant par-ticulier et les valeurs à prendre

C h o i x d ' u n e u n i t é d e c o g é n

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 22

Page 23: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi23

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : un premier dimensionnement

en considération peuvents'éloigner de manière signifi-cative des valeurs présentéesici. Seule une étude de faisabi-lité réalisée par un bureaud'études compétent pourraservir de base pour envisagerun éventuel investissement.Cependant, dans le cadre dece guide de pré-faisabilité, leschiffres présentés sont suffi-samment précis.

En cas de doute dans le choixd'une technologie plutôtqu'une autre, plusieurs va-riantes peuvent être testées.

La quantité annuelle d'électri-cité cogénérable correspondalors à :

Ecogen = PEcogen x Ucogen [kWhé] (formule E)

1500

2250

3000

3750

4500

5250

6000

6750

7500

600

750

900

1050

1200

1350

1500

1650

1800

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

600 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 4200 46000,20

0,22

0,24

0,26

0,28

0,30

1500

2250

3000

3750

4500

5250

6000

6750

7500

600

750

900

1050

1200

1350

1500

1650

1800

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

600 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400 3800 4200 46000,12

0,14

0,16

0,18

0,20

PE cogenkWé

PE cogenkWé

Turbine Gaz (sans post-combustion)

Durée de vie : + de 100 000 hCombustible : gaz naturelChaleur récupérée : eau chaude ou vapeur

Turbine Gaz (avec post-combustion)

Durée de vie : + de 100 000 hCombustible : gaz naturelChaleur récupérée : eau chaude ou vapeur

production de vapeur saturéeproduction d'eau chaude

é d e c o g é n é r a t i o n

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 23

Page 24: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : Calculer la rentabilité de votre projet

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi24

La cogénération apporte denombreux avantages à son pro-priétaire, tant du point de vueéconomique, que du point devue social et environnemental.Mais, in fine, c'est la rentabilitéd'un tel projet de cogénérationqui guidera souvent la décision.

Outre la satisfaction d'une par-tie de vos besoins de chaleur,une unité de cogénération per-met de produire une partie del'électricité nécessaire à votreétablissement. Cette électriciténe devra donc plus être achetéeà votre fournisseur. La différen-ce entre le coût de l'électricitéproduite par l'unité de cogéné-ration et le gain sur la factured'électricité constitue le gainnet. En divisant l'investissementinitial, primes déduites, par cegain net, vos obtenez un tempsde retour simple d'un projet decogénération.

Nous allons à présent parcourirensemble les 4 étapes du calcul

de la rentabilité d'un projet decogénération.

Le propriétaire d'une unité decogénération devient éligible sisa production d'électricité estsupérieure à la moitié de sesbesoins électriques. Cette éligi-bilité lui permet de négocier, surle marché libéralisé de l'électri-cité, tant le prix d'achat del'électricité supplémentairedont il a besoin que le prix devente de celle qu'il livre auréseau.

Dans le cadre de cette étude depré-faisabilité, nous allons, parfacilité, considérer les tarifs

électriques actuellement

recommandés par le Comité de

Contrôle de l'électricité et du

gaz. Ainsi, le lecteur pourra esti-mer la rentabilité réelle selon leprix qu'il aura pû obtenir, aprèsinstallation de la cogénération,par rapport à cette référence.Plus le prix d'achat au réseauest bas et plus le prix de reventeest élevé, plus la rentabilité d'unprojet de cogénération seraimportante.

Généralement, le tarif électriquequi vous est appliqué est le tarifhaute tension binôme A éclaira-ge, voire, dans certains casrares, le tarif haute tensionbinôme A force motrice. Certainsont cependant choisi le tarifhoro-saisonnier.

Pour rappel, en première esti-mation, nous supposerons que

le propriétaire d'une unité de

cogénération consomme en

interne toute l'électricité pro-

duite. Ainsi, le gain que l'onpeut attribuer à chaque kWhéd'électricité cogénéré corres-pond au prix moyen du kWhéd'électricité pendant les heurespleines (terme de puissancecompris) que vous n'auriez pasdû acheté à votre fournisseur.Ce gain est fourni par le gra-phique en haut de cette page.

La durée d'utilisation est :

(formule F)

où EkWhé HP = moyenne de laconsommation mensuelled'électricité en heures pleines[kWhé HP / mois]

Pointe1/4 horaire = pointe quart-horaire de consommation depuissance maximale sur l'année[kWé]

Les deux courbes délimitent letarif en fonction de la pointequart-horaire maximale (de 100kWé à 1 000 kWé).

Calculer larentabilité de

votre projet decogénération

Plus d'info : Tarification électrique sur

http://www.mineco.fgov.be/energy/index_fr.htm

Etape 1 : déterminer le gain du kWhé produit parl'unité de cogénération

Prix moyen de l'électricité HP (HTVA - de 100 à 1 000 kWé)16

15

14

13

12

11

10

9

8

70 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Durée d’utilisation mensuelle = UkWhé HP

c€/kWhé

Binôme A éclairage 100 kWé

Horo-saisonnier 1000 kWé

Binôme A force motrice 1 000 kWé

Horo-saisonnier 100 kWé

Binôme A éclairage 1 000 kWé

Binôme A force motrice 100 kWé

Correspond à l'exemple de la page 28

UkWhé HP = –––––––––––– [h]

EkWhé HP

Pointe1/4 horaire

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 24

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi25

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : Calculer la rentabilité de votre projet

Etape 2 : le prix du combustible alimentant l'unité de cogénération

Classiquement, la chaleur est produite à partir de mazout ou de gaz naturel. La libéralisation dumarché du gaz est moins avancée que celle de l'électricité. À moins d'être un très grand consom-mateur, vous dépendrez toujours des tarifs imposés.

Pour connaître le prix du combustible qui alimentera votre unité de cogénération, il suffit de calcu-ler le coût par kWhp de mazout ou de gaz naturel à partir de votre facture actuelle. Pour votre infor-mation, vous trouverez le tarif en vigueur en mars 2003 dans le tableau ci-dessous.

Combustible fossile Tarif (mars 2003) Coût htva [c€/kWhp]

Mazout (pour 2 000 litres min) 2,74 [c€/kWhp]

Gaz naturel (1) ND1 (de 9 722 à 146 389 kWhp/an) 3,04 [c€/kWhp]

ND2 (de 146 389 à 976 944 kWhp/an) 2,80 [c€/kWhp]

ND3 (à partir de 976 944 kWhp/an) 2,18 [c€/kWhp]

(1) Terme proportionnel, cotisations énergie, OSP et CREG comprises, HTVA, terme fixe non compris

Limites du tarif gaz naturel exprimées en kWhp. Coût exprimé par kWhp PCI (1 kWh PCS = 1,1085 kWh PCI)

L'intégration d'une unité de cogénération dans l'installation de chauffage existant aura pour consé-quence d'augmenter votre consommation globale de combustible. En effet, en plus de satisfaire vosbesoins de chaleur comme auparavant, vous produirez de l'électricité. Il s'agit donc d'évaluer cettesurconsommation de combustible, dont le montant devra être déduit du gain sur la facture d'élec-tricité.

Par ailleurs, dans certains cas, cette surconsommation vous permettra de passer à un tarif plusavantageux, permettant ainsi d'encore mieux rentabiliser votre projet de cogénération.

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi26

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : Calculer la rentabilité de votre projet

Etape 3 : le prix de vente d'un certificat vert

La vente des certificats verts obtenus par le propriétaire d'une cogénération de "qualité" lui assu-re un revenu supplémentaire confortable. Cependant, le prix de vente d'un certificat vert est sou-mis au marché, selon la loi de l'offre et de la demande.Cependant, il existe une fourchette de prix :

- le prix minimum correspond à la valeur de l'aide à la production, égal à 65 € ;

- le prix maximal tient compte de la valeur de la pénalité, fixée à 100 € à partir du 1er juillet 2003, etdu taux d'imposition sur le bénéfice des fournisseurs d'électricité. En effet, l'achat d'un certificatvert peut être déduit des bénéfices, contrairement au paiement de la pénalité. Par exemple, pourun taux d'imposition de 34 %, le prix maximum d'un certificat vert pourra être de 134 €.

Le gain supplémentaire apporté par la vente des certificats verts est donné par la formule suivante :

Pour la cogénération au gaz naturel de l'exemple (page 8), avec un taux d'économie de CO2 de35 %, ce gain sera de 2,3 c€/kWhé pour un prix de vente minimum de 65 € ou de 4,7 c€/kWhé pourun prix de vente maximum de 134€.

Etape 4 : estimation du temps de retour simple

Pour estimer facilement le temps de retour simple d'un projet de cogénération, qui est l'investisse-ment divisé par le gain annuel net, il suffit de parcourir l'abaque ci-contre.

1. lors du pré-dimensionnement, vous avez déterminé les paramètres PQ cogen, PE cogen et αE. Cesdonnées permettent de connaître la surconsommation d'énergie primaire nécessaire pour la pro-duction d'1 kWhé d'électricité. La consommation initiale est destinée à la satisfaction des besoinsde chaleur de votre établissement.

2. Selon le prix de cette énergie primaire, vous obtenez la dépense supplémentaire nécessaire pourproduire 1 kWhé d'électricité.

3. Cette dépense doit être déduite de ce que vous rapporte la production de ce kWhé d'électricitéavec l'unité de cogénération, pour aboutir à l'économie brute.

4. Il faudra également déduire le coût de l'entretien et ajouter le gain issu de la vente des certifi-

cats verts obtenus pour votre cogénération de qualité. Vous obtenez ainsi l'économie nette réa-lisée avec l'unité de cogénération par kWhé d'électricité produit.

5. En multipliant cette économie par la durée de fonctionnement de votre unité de cogénération,vous obtenez l'économie annuelle nette, exprimée en €/kWé installé.

6. Finalement, en divisant l'investissement consenti, primes déduites, par l'économie annuellenette réalisée, vous obtenez le temps de retour simple de l'investissement, exprimé en année.

τ x PrixcvGaincv = –––––––– [c€/kWhé] (formule G)

10

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 26

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi27

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : Calculer la rentabilité de votre projet

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00,5

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1,5

2,0

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3,5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

5

10

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20

25

30

35

0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 15000

5

10

15

20

25

30

35

0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 15000

1

2

3

4

5

6

7

8

kWhp/kWhé

c€/kWhé

c€/kWhé

DÉPENSE SUPPLÉMENTAIRE

années

TEMPS DE RETOUR SIMPLE

ÉCONOMIE ANNUELLE NETTE

SURCONSOMMATION

ÉCONOMIE BRUTE

€/kWé

PE cogen/PQ cogen

5 c€

/kW

h é←

En

tret

ien

Cer

tifi

cats

ver

ts →

12

5

4

6

3

1,5

c€/k

Wh p

16 c€/kWhé

1 50

0 he

ures

2 00

0 he

ures

2 50

0 he

ures

3 000 h

eure

s3 500 heure

s

4 000 heures

14 c€/kWhé12 c€/kWhé10 c€/kWhé8 c€/kWhé

2,0

c€/k

Wh p

2,5 c€

/kW

h p

3,0 c€/k

Wh p

3,5 c€/kWh p

α E=

0,20

α E= 0,25

α E= 0,30

α E= 0,35

α E= 0,40

1 750€/kW

é

1 500€/kW

é

1 250€/kW

é

1 000€/kW

é

750€/kW

é500

€/kWé

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi28

Installer une Cogénération dans votre Établissement

1ère Phase – Pré-faisabilité : Fiche récapitulative

Un premier dimensionnement de l'unité de cogénération

Étape 1 : déterminer votre besoin net de chaleur

Q (PCI) = 5 300 000 kWhp / an (Page 17)

Q non cogen = 390 000 kWhp / an (Page 17)

URE = 250 000 kWhp / an (Page 17)

η chaufferie = 90 % (Page 17)

BNeC = 4 194 000 kWhq / an (formule B, page 17)

Étape 2 : sélectionner un ”profil type” de consommation de chaleur

Type = D (graphiques pages 18,19)

Étape 3 : déterminer la puissance thermique de l'unité de cogénération

Part cogen = 0,401 (tableau page 20)

UQ = 3 368 h (tableau page 20)

PQ cogen = 500 kWq (formule C, page 20)

U cogen = 2 918 h (tableau page 20)

Qcogen = 1 457 089 kWhq / an (formule D, page 20)

Étape 4 : choisir une unité de cogénération

PE cogen = 325 kWé (graphiques pages 22,23)

Investissement = 880 € / kWé (graphiques pages 22,23)

Entretien = 1,05 c€ / kWhé (graphiques pages 22,23)

αE = 0,345 (graphiques pages 22,23)

Ecogen = 1 094 600 kWhé / an (formule E, page 23)

Calculer la rentabilité de votre projet de cogénération

Étape 1 : déterminer le gain du kWhé produit par l'unité de cogénération

Pointe 1 / 4 horaire = 907 kWé (page 24)

EkWhé HP = 170 000 kWhé HP / mois (page 24)

UkWhé HP = 187 h (formule F, page 24)

Gain électricité = 10,8 c€/kWhé (graphique page 24)

Étape 2 : le prix du combustible alimentant l'unité de cogénération

Coût comb = 2,04 c€/kWhp (tableau page 25)

Étape 3 : le prix de vente d'un certificat vert

t = 34 % (formule A, page 7)

Gain CVmin = 2,2 c€/kWhé Gain CVmax = 4,6 c€/kWhé (formule G, page26)

Étape 4 : estimation du temps de retour simple

P E cogen / P Q cogen = 0,65

Surconsommation = 1,2 kWhp / kWhé (abaque 1, page 27)

Coût surcons comb = 2,4 c€/kWhé (abaque 2, page 27)

Gain brut = 8,4 c€/kWhé (abaque 3, page 27)

Gain net min = 9,6 c€/kWhé Gain net max = 11,9 c€/kWhé (abaque 4, page 27)

Économie annuelle nette min = 279 €/kWé max = 402 €/kWé (abaque 5, page 27)

Temps retour min = 2,2 année(s) Temps retour max = 3,2 année(s) (abaque 6, page 27)

Un exemple illustratif : un hopital de 400 lits

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi29

Installer une Cogénération dans votre Établissement

2ème Phase : l’étude de faisabilité d’une cogénération

Comme son nom l'indique, une étude de pré-faisabilité donne des ordres de grandeurs qui doiventêtre précisés par la suite.

En effet, l'étude de pré-faisabilité décrite dans ce guide ne considère pas les contraintes techniquespropre à chaque établissement. Par ailleurs, le pré-dimensionnement de l'unité de cogénération estréalisé selon une méthode simplifiée. Finalement, le temps de retour simple de l'investissement estbien une estimation de la rentabilité du projet de cogénération.

La deuxième phase, l'étude de faisabilité d'une cogénération, se doit donc d'être plus précise, pourque le maître d'ouvrage puisse prendre une décision fondée sur des résultats plus fiables. Atteindreun tel degré de précision implique que l'expert se base sur les données propres à votre établisse-ment et sur les informations économiques les plus récentes.

Typiquement, le rapport de l'étude de faisabilité comprend les points suivants :

- une description de la méthodologie suivie ;

- le principe général d'une unité de cogénération ;

- une présentation générale de l'établissement ;

- une estimation des besoins énergétiques (sur base d'une campagne de mesures sur site) ;

- un dimensionnement optimisé du point de vue économique ;

- un bilan de l'opération (énergétique, économique, environnemental et autres impacts) ;

- l'intégration de l'unité de cogénération dans l'installation existante (contraintes et opportunités)

- une fiche récapitulative des résultats de l'étude ;

2ème Phase : l’étude de faisabilité d’une cogénération

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 29

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi30

Installer une Cogénération dans votre Établissement

3ème Phase : Choisir son mode de financement et d’exploitation

Si produire de l'électricité n'est pas votre occupation première et que vous ne désirez pas prendreen charge l'exploitation de votre unité de cogénération, il est tout à fait possible de faire appel à dessociétés spécialisées qui vous proposeront diverses formules.

Les voici brièvement décrites.

1ère formule : le contrat de maintenance et d'exploitation

Si vous achetez l'unité de cogénération sur fonds propres ou en recourant au crédit, il vous faudrafaire le choix d'une formule d'exploitation.

- Soit vous possédez les compétences techniques pour assurer la totalité des entretiens, tant dupoint de vue mécanique qu'électrique. Certains fournisseurs proposent des formations.

- Soit vous souscrivez à un contrat de maintenance négocié avec le fournisseur d'équipements. Ilexiste des couvertures omnium, comprenant une assurance bris de machine, ou des couvertures àla carte où les petites interventions sont à la charge du propriétaire et les entretiens à la charge dufournisseur.

Il est également possible de suivre l'unité de cogénération à distance (modem et communicationGSM) avec un dépannage 24 heures sur 24. Certaines formules offrent des garanties de perfor-mance portant sur la production d'électricité et de chaleur, la consommation en combustible, ladisponibilité de l'unité de cogénération et sur le délai maximum d'intervention en cas de panne.

Ces contrats d'entretien vous demandent parfois de payer anticipativement les entretiens pro-grammés, avec révision des prix sur base de règles fixées à l'avance. Les assurances bris de machi-ne peuvent ou non prévoir une clause de vétusté et une franchise négociable.

Comme dans une telle formule vous être propriétaire dès la construction de l'unité de cogénération,vous pouvez recevoir les aides publiques à l'investissement ainsi que les certificats verts.

2ème formule : le partenariat avec un fournisseur d'électricité

À l'opposé, vous pouvez opter pour une formule où vous prenez le moins de risques techniques etfinanciers possibles, en concluant un contrat de partenariat avec un fournisseur d'électricité. Lesconditions de ce contrat sont basées sur les principes suivants (à vous d’en négocier les termes pré-cis) :

- l'unité de cogénération est construite, financée et entretenue par le fournisseur d'électricité ;

- une réduction sur la facture d'électricité et/ou la facture de chaleur vous sera accordée.

C'est sur base de cette réduction tarifaire que vous pouvez espérer faire un gain financier par rap-port à vos dépenses actuelles.

Selon une telle formule, vous ne pourrez recevoir ni les aides publiques à l'investissement, ni lescertificats verts, qui seront octroyés au propriétaire de l'unité de cogénération, c’est à dire le four-nisseur d'électricité. À vous de négocier les conditions financières du partenariat.

3ème Phase : Choisir son mode de financementet d’exploitation

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi31

Installer une Cogénération dans votre Établissement

3ème Phase : Choisir son mode de financement et d’exploitation

3ème formule : la sous-traitance pour la fourniture de chaleur et d'électricité

Une autre formule consiste à accueillir un sous-traitant pour la fourniture de chaleur et d'électrici-té sur votre site. Cette société assure la totalité des investissements, de l'exploitation et de la main-tenance, mais pilotera en fonction de vos besoins et non dans le but de produire de l'électricité déli-vrée au réseau. Elle est donc propriétaire de l'unité de cogénération. À nouveau, vous ne pourrezrecevoir ni les aides publiques à l'investissement, ni les certificats verts, qui seront octroyés au pro-priétaire de l'unité de cogénération

La convention liant les deux parties résulte de négociations. Il est donc impossible d'en détaillertous les aspects. Généralement, la société sous-traitante vous assure une réduction sur la factured'électricité et/ou de chaleur (à vous d’en négocier les termes précis). De votre côté, vous devezfournir une garantie bancaire comme garantie de paiement sur la période du contrat ou vous vousengagez à payer vos factures anticipativement.

Des variantes sont possibles. Si vous réalisez vous-même l'investissement, vous devenez proprié-taire de l'unité de cogénération et bénéficiez alors des aides régionales et du régime des certificatsverts. La société de sous-traitance vous garantira l'exploitation et le résultat financier et vous accor-dera des remises plus importantes.

4ème formule : le tiers investisseur

La dernière formule est celle du tiers investisseur, qui effectue la totalité des investissements,prend en charge la maintenance et l'exploitation, et se rémunère sur les gains réalisés lors de l'ex-ploitation. À terme, le tiers investisseur vous remet l'unité de cogénération.

Il s'agit d'un partenariat à long terme, typiquement 10 ans. Cependant, si les conditions du marchépermettent un remboursement plus rapide que prévu, il est mis fin à la convention dès que le tiersinvestisseur a récupéré sa mise. Dans le cas contraire, si les remboursements se révèlent plus long,il n'y a pas de prolongation et la convention se termine au terme prévu.

Comme dans une telle formule vous être propriétaire dès la construction de l'unité de cogénération,vous pouvez recevoir les aides publiques à l'investissement ainsi que les certificats verts.

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Installer une Cogénération dans votre Établissement

4ème Phase : L’étude technique détaillée

La 4ème phase d'une démarche de projet, l'étude techniquedétaillée, qui comprend le cahier des charges et les plans d'im-plantation de l'unité de cogénération, est effectuée par unbureau d'études spécialisé.

Si vous souhaitez devenir propriétaire d'un unité de cogénéra-tion, et ainsi profiter pleinement de tous ses avantages, il estindispensable de réaliser cette étude technique détaillée avantde faire appel à un fournisseur d'équipement (1ère formule d'ex-ploitation). Pour rappel, les certificats verts, qui apportent unrevenu confortable, ainsi que les subsides, ne sont octroyésqu'au propriétaire.

Par contre, si vous ne désirez pas prendre de risques financiersou que vous ne voulez pas vous occuper du suivi de votre unité,vous pouvez opter pour l'une des 3 autres formules d'exploita-tion. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de faire appel à unbureau d'études pour élaborer le cahier des charges et les plans.L'étude de faisabilité est suffisante pour négocier vos tarifs avecles différents fournisseurs d'énergie et/ou tiers-investisseursayant répondu à votre appel d'offres.

4ème Phase : L’étude technique détaillée

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi33

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Conclusions

La cogénération est une technologie d'avenir !

Elle s'intègre aisément dans tout établissement possédant des besoins de chaleur et d'électricitéimportants. En outre, elle procure de nombreux avantages à son propriétaire, que ce soit en termede réduction de la facture d'achat d'électricité ou de réduction des émissions de CO2. Tout inves-tissement supplémentaire, synonyme de création d'emplois, doit cependant pouvoir se justifierd'un point de vue économique. C'est l'objet de ce guide de pré-faisabilité : réaliser un premierdimensionnement de l'unité de cogénération pour ensuite estimer un temps de retour simple.

La méthodologie proposée est aisée sans pour autant être simpliste. Elle a été testée et adaptée enfonction des nouvelles opportunités. Elle vous donne une bonne estimation de la rentabilité d'uneunité de cogénération. À ce stade, vous pouvez décider si oui ou non passer à la seconde étape estintéressant.

La deuxième étape, l'étude de faisabilité, à pour objectif de valider ces premiers résultats en fonc-tion de la configuration propre de votre établissement. C'est sur base de cette validation, fiable etobjective, que vous pourrez opter en connaissance de cause pour la cogénération.

Deux cas de figures s'offriront alors à vous :

- soit vous préférez bénéficier d'une réduction sur votre facture énergétique, sans vous soucier dubon fonctionnement de l'unité de cogénération ;

- soit vous souhaitez avoir la totale maîtrise de l'investissement pour bénéficier de gains plusimportants.

De ce choix dépendra le mode de financement de votre projet.

La cogénération est une technologie à promouvoir !

D'un point vue global, la cogénération contribue activement à une politique pour la maîtrise durablede l'énergie. Par son économie d'énergie primaire significative, elle permet de réduire la dépen-dance énergétique de la Wallonie vis-à-vis des pays étrangers. D'autre part, cette technologie per-met de réduire les émissions de CO2 pour la production d'une même quantité de chaleur et d'élec-tricité, et contribue ainsi à satisfaire les engagements de la Belgique pris à Kyoto.

C'est donc tout naturellement que la Région wallonne veut promouvoir et soutenir les projets decogénération. Pour rappel, l'objectif fixé est de 20 % d'électricité produite à partir de cogénérationde qualité en 2010, contre 3,4 % actuellement. Outre la mise à disposition gratuite d'un facilitateuren cogénération, destiné à accompagner vos premiers pas, la Région wallonne a mis sur pied lemécanisme de certificats verts, qui apportent un revenu supplémentaire confortable au propriétai-re d'une cogénération de qualité. Par ailleurs, les subsides octroyés permettent à cette technologied'être rapidement rentable.

Un dernier mot, lancez-vous !

Conclusions

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Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi34

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Annexes

Un premier dimensionnement de l'unité de cogénération

Étape 1 : déterminer votre besoin net de chaleur

Q (PCI) = ............................................................ kWhp / an (Page 17)

Q non cogen = ............................................................ kWhp / an (Page 17)

URE = ............................................................ kWhp / an (Page 17)

η chaufferie = ............................................................ % (Page 17)

BNeC = ............................................................ kWhq / an (formule B, page 17)

Étape 2 : sélectionner un ”profil type” de consommation de chaleur

Type = ........... (graphiques pages 18,19)

Étape 3 : déterminer la puissance thermique de l'unité de cogénération

Part cogen = .............................. (tableau page 20)

UQ = ............................. h (tableau page 20)

PQ cogen = ....................... kWq (formule C, page 20)

U cogen = ............................. h (tableau page 20)

Qcogen = ....................... kWhq / an (formule D, page 20)

Étape 4 : choisir une unité de cogénération

PE cogen = .............................. kWé (graphiques pages 22,23)

Investissement = .............................. € / kWé (graphiques pages 22,23)

Entretien = .............................. c€ / kWhé (graphiques pages 22,23)

αE = .............................. (graphiques pages 22,23)

Ecogen = ....................... kWhé / an (formule E, page 23)

Calculer la rentabilité de votre projet de cogénération

Étape 1 : déterminer le gain du kWhé produit par l'unité de cogénération

Pointe 1 / 4 horaire = ............................. kWé (page 24)

EkWhé HP = .......................................................... kWhé HP / mois (page 24)

UkWhé HP = .......................................................... h (formule F, page 24)

Gain électricité = ............................. c€/kWhé (graphique page 24)

Étape 2 : le prix du combustible alimentant l'unité de cogénération

Coût comb = ............................. c€/kWhp (tableau page 25)

Étape 3 : le prix de vente d'un certificat vert

t = ............................. % (formule A, page 7)

Gain CVmin = .................... c€/kWhé Gain CVmax = .................... c€/kWhé (formule G, page26)

Étape 4 : estimation du temps de retour simple

P E cogen / P Q cogen = .............................

Surconsommation = ............................. kWhp / kWhé (abaque 1, page 27)

Coût surcons comb = ............................. c€/kWhé (abaque 2, page 27)

Gain brut = ............................. c€/kWhé (abaque 3, page 27)

Gain net min = .................... c€/kWhé Gain net max = .................... c€/kWhé (abaque 4, page 27)

Économie annuelle nette min = ............. €/kWé max = ............. €/kWé (abaque 5, page 27)

Temps retour min = ............. année(s) Temps retour max = ............. année(s) (abaque , page 27)

Fiche récapitulative (à photocopier)

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 34

Page 35: Installer une Cogénération dans votre Établissement

Guide de pré-faisabilité Tertiaire, pme, pmi35

Installer une Cogénération dans votre Établissement

Annexes

CD ROM "Les petites etmoyennes installations decogénération"

Institut Wallon pour le compte de

la DGTRE, 1ère édition octobre

2002

"Plan pour la maîtrisedurable de l'énergie"

Région wallonne , mars 2002,

à commander gratuitement à

partir du site portail Energie de

la Région wallonne

Site portail Energie de la Région wallonne

http://energie.wallonie.be

"Le régime des CertificatsVerts dans le cadre del'ouverture du marché del'électricité en Wallonie"

CwaPE, Avenue Gouverneur

Bovesse 103-106, 5100 Jambes

Tél. : 081 33 08 10

Internet : www.cwape.be

Pour en savoir plus

Une brochured'information sur tous lesaspects énergie enWallonie

le REactif, à commander

gratuitement à partir du site

portail Energie de la Région

wallonne

Cogensud asbl"favorise le développementde la cogénération"

Bld Frère Orban 4,

5000 Namur

Tél. : 081 25 04 80

Internet : www.cogensud.be

Email : [email protected]

cogenerationGuide 25/03/03 12:25 AM Page 35

Page 36: Installer une Cogénération dans votre Établissement

mars 2003

Réalisation :

Ismaël Daoud,

Institut Wallon asbl

Boulevard Frère Orban, 4

5000 Namur

Pour le compte de :

Ministère de la Région wallonne

Direction Générale des Technologies, de la Recherche et

de l’Energie (DGTRE)

Avenue prince de Liège, 15

5100 Jambes

Diffusion :

DGTRE – Division de

l'Énergie

Photo Treco

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